Paměťová buňka založená na magnetických vortexech

but.committeeprof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (předseda) prof. Ing. Radimír Vrba, CSc. (místopředseda) Ing. Aleš Hrabec, Ph.D. (člen) RNDr. Martin Veis, Ph.D. (člen) prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (člen) prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)cs
but.defenceDizertační práce doktorandky se zabývá selektivním zápisem stavů magnetického vortexu v magnetickém disku pulzem elektrického proudu stejně jako jejich následným elektrickým čtením. Před samotnou realizací elektrických měření byla provedena statická měření přepínání stavů vortexu pomocí různých proudových pulzů v kombinaci s technikami MFM a následně MTXM. Následně byl realizován dynamický odečet stavu vortexu kompletně založený na elektrických měřeních. Téma disertační práce je aktuální a vysoce technologicky zajímavé. Cíle práce byly splněny. Výsledky představují významný krok vpřed v implementaci magnetických spinových struktur do nových spintronických konceptů co může mít dopad na další vývoj v této oblasti. V průběhu obhajoby studentka Meena Dhankhar přesvědčivě prokázala své tvůrčí schopnosti v dané oblasti výzkumu. Své výsledky prezentovala v angličtině. Na dotazy oponentů a členů komise odpověděla uspokojivě a prokázala výborné znalosti zkoumaného oboru.cs
but.jazykangličtina (English)
but.programPokročilé materiály a nanovědycs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorUrbánek, Michalen
dc.contributor.authorDhankhar, Meenaen
dc.contributor.refereeHrabec,, Alešen
dc.contributor.refereeVeis,, Martinen
dc.date.created2021cs
dc.description.abstractMagnetické vortexy jsou charakterizovány směrem stáčení magnetizace a polarizací vortexového jádra, přičemž každá z těchto veličin nabývá dvojice stavů. Ve výsledku jsou tak k dispozici čtyři možné stabilní konfigurace, čehož může být využito v multibitových paměťových zařízeních. Tato dizertační práce se zabývá selektivním zápisem stavů magnetického vortexu v magnetickém disku pulzem elektrického proudu stejně jako jejich následným elektrickým čtením. Před samotnou realizací elektrických měření byla provedena statická měření přepínání stavů vortexu pomocí různých proudových pulzů v kombinaci s technikami MFM a následně MTXM. Následně byl realizován dynamický odečet stavu vortexu kompletně založený na elektrických měřeních. Ovládání cirkulace vortexu je založeno na geometrické asymetrii vytvořené oříznutím magnetického disku a vytvořením fazety. Plochý okraj disku definuje preferenční smysl stáčení cirkulace během procesu nukleace vortexu. Řízení polarity se obvykle provádí ve dvou krocích. V prvním kroku, homogenně magnetizovaná vrstva s kolmou magnetickou anizotropií umístěná na dně disku definuje výchozí polaritu vortexu v době nukleace. V druhém kroku, je-li to nutné, je polarita vortexu přepnuta pomocí rychlého proudového pulzu. Proto je možné nastavit požadovaný stav cirkulace vysláním nanosekundového pulsu s nízkou amplitudou, následované nastavením polarity pikosekundovým pulsem s vysokou amplitudou. Stavy vortexů jsou pak detekovány elektrickou spektroskopií prostřednictvím anizotropní magnetorezistence. Vzorky pro všechna statická a dynamická měření byly připraveny pomocí elektronové litografie v kombinaci s lift-off procesem.en
dc.description.abstractMagnetic vortices are characterized by the sense of in-plane magnetization circulation and the polarity of the vortex core, each having two possible states. As a result, there are four possible, stable magnetization configurations that can be utilized for a multibit memory device. This thesis presents the selective writing of vortex states by electric current pulses and electric readout of the vortex states in a magnetic disk. Prior to the electric measurements, static readout of vortex states is carried out by MFM, and then by MTXM, after applying different current pulses to switch the vortex states. Later, we added all-electric static and finally dynamic readout of the vortex state. Vortex circulation control is based on a geometrical asymmetry formed by cropping one side of the magnetic disk. The flat edge of the disk provides a preferential direction defining the sense of circulation during the nucleation process. Polarity control is generally achieved in a two-step process. Firstly, a homogeneously magnetized perpendicular magnetic anisotropy layer placed at the bottom of the disk imposes a defined vortex polarity upon nucleation of a vortex. Secondly, a fast-current pulse is used to toggle switch the vortex polarity, if needed. Hence, we are able to set the desired vortex state by sending a low amplitude nanosecond pulse that sets the circulation followed by a high amplitude picosecond pulse, which sets the polarity. The vortex states are then detected by electric spectroscopy via the anisotropic magnetoresistance effect. The samples for all the static and dynamic measurements are prepared by e-beam lithography and the lift-off technique.cs
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationDHANKHAR, M. Paměťová buňka založená na magnetických vortexech [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. 2021.cs
dc.identifier.other129428cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/196837
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. CEITEC VUTcs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectMagnetický vortexen
dc.subjectdynamika magnetizaceen
dc.subjectelektronová litografieen
dc.subjectmagnetická mikroskopieen
dc.subjectmagnetorezistivitaen
dc.subjectpřepínáni polarityen
dc.subjectpřepínání cirkulaceen
dc.subjectelektrický zápis a čtení.en
dc.subjectMagnetic vortexcs
dc.subjectMagnetization dynamicscs
dc.subjectElectron-beam lithographycs
dc.subjectMagnetic microscopycs
dc.subjectMagnetoresistancecs
dc.subjectPolarity switchingcs
dc.subjectCirculation switchingcs
dc.subjectElectric writingcs
dc.subjectand readout.cs
dc.titlePaměťová buňka založená na magnetických vortexechen
dc.title.alternativeMagnetic vortex based memory devicecs
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.dateAccepted2021-05-20cs
dcterms.modified2024-05-17-12:49:35cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyCEITEC VUTcs
sync.item.dbid129428en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.03.27 11:38:49en
sync.item.modts2025.01.16 00:11:52en
thesis.disciplinePokročilé nanotechnologie a mikrotechnologiecs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. Středoevropský technologický institut VUTcs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 5 of 7
Loading...
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
7.43 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
final-thesis.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
appendix-1.png
Size:
206.65 KB
Format:
Portable Network Graphics
Description:
appendix-1.png
Loading...
Thumbnail Image
Name:
thesis-1.pdf
Size:
3.57 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
thesis-1.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Vedouci prace-Posudek_skolitele_bez_podpisu.pdf
Size:
71.06 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Vedouci prace-Posudek_skolitele_bez_podpisu.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Review_Report_Dr_Hrabec_no_signature.pdf
Size:
185.35 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-Review_Report_Dr_Hrabec_no_signature.pdf
Collections